KR100741999B1

KR100741999B1 - 고정 가능한 체내 모니터링 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100741999B1
Application number: KR1020037004387A
Authority: KR
Inventors: 메론가브리엘; 길리아쓰마크지.; 아셰리요람; 슈라이버루벤
Original assignee: 기븐 이미징 리미티드
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2007-07-23
Also published as: KR20030091934A; WO2002026103A2; US20020042562A1; WO2002026103A3; JP4249479B2; AU2001295854A1; JP2004523254A; IL155045A0

Abstract

체내에 고정되도록 배치되는 하우징, 상기 하우징에 연결되며, 체내 부위의 데이터를 얻기 위한 적어도 하나의 감지 장치; 상기 감지 장치에 의해 얻은 데이터를 전송하기 위한 송신기; 및 센서에 의해 전송된 데이터를 수신하기 위한 수신 시스템.

감지 장치, 하우징, 송신기, 수신 시스템, 촬상 장치, 드레인 카테터, 위장관

Description

고정 가능한 체내 모니터링 시스템 및 방법{AN IMMOBILIZABLE IN VIVO MONITORING SYSTEM AND ITS METHOD}

본 발명은 체내 감지 장치(sensing device)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 이를테면 수술 후 모니터링용과 같이 감지 장치를 체내에 고정화하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

생체 시스템을 주의 깊게 모니터링 하는데는 온도계, pH 미터, 광학 스캐너, 이미지 센서 등과 같은 체내 감지 장치가 사용될 수 있다. 어떤 체내 센서는 신체의 내강(body lumen)을 통해 이동하며 원격 조정될 수 있기도 하다. 그러나, 종종 체내 부위에 대한 지속적인 감지를 위하여, 예를 들어 수술 후 모니터링을 위한 경우에는 체내에 감지 장치를 고정하는 것이 바람직하다.

최근 들어, 환자들이 수술 직후에 종종 기관의 기능적인 문제를 겪고 있다. 예를 들어, 위장관 수술 중 수술 부위 부근의 혈압이 감소하고 연동 운동(peristalsis)이 정지된다. 그러다가 수술 이후에는 혈압이 증가하고, 연동 운동이 재개되어 종종 수술 부위로부터 장강(intestine lumen)으로의 출혈이 유발된다.

또한, 관상 동맥 질환을 치료하는 경우를 예로 들면, 종종 혈관 이식, 즉 외과 수술을 통해 심장에 관상 동맥을 부착하여, 폐색 관상 동맥을 우회시킬 필요가 있다. 이런 수술 이후, 협착성 병변(stenotic lesion)의 악화 또는 이식된 조직을 통한 혈류 폐쇄로 인한 심장의 기능적인 문제점들이 발생할 수 있다.

상기한 위장관 수술 후의 모니터링은 이런 장으로의 혈액 손실을 오래지 않은 시간 내에 발견하는데 중요하다.

이처럼, 수술 후 혈관 이식 조직의 상태를 모니터링 하는 것은 협착성 병변의 악화 또는 이식된 조직을 통한 혈류의 폐쇄를 파악하는데 중요하다.

이에 따라, 혈관 또는 혈관 이식 조직의 흐름 특성을 평가하는데 있어 다양한 카테터 삽입(catheterization) 과정이 공지되어 있다. 그러나, 혈관계에 카테터를 삽입하면 혈관을 손상시킬 수 있다.

홀먼(Holman)의 US 4,915,113에는 외과적인 이식 조직을 통해 혈류를 모니터링하기 위해 삽입 가능한(implantable) 시스템에 관해 기재되어 있다. 상기한 시스템은 도플러 액정 변환기를 포함하며, 피하에 삽입되며 삽입 부위에서의 절개를 통해 사용 가능한 전기 플러그 형태의 커넥터 및 상기 도플러 액정 변환기에 상기 플러그 상의 터미널들을 연결하기 위한 전도체를 사용한다.

환자의 심장을 영상화하여 검사하는 방법으로서 심초음파 이미징(ultrasound echo imaging)이 공지되어 있다. 그러나, 심장 수술 후 심초음파를 이용한 상기 방법을 이용하는 경우 영상의 질이 항상 양호한 것은 아니다.

또한, 체내 처리(process)에 대한 모니터링은 반드시 수술 후의 사정에만 관련되는 것은 아니며, 중요한 진단 수단이 될 수 있다. 이를테면, 일반적으로 세포가 자궁 외부가 아닌 자궁 내부에서 성장하는 자궁내막증(endometriosis)을 예로 들 수 있다. 자궁내막증이 있는 세포주(cell line)에서는 보통 매 달 월경 기간 중 자궁 출혈이 일어난다. 이러한 자궁내막증 세포는 자궁 외부에서 성장할 때 그 세포들이 이식된다. 이런 이식은 가장 보편적으로 난관 내, 난관 및 동맥 외부에서, 자궁 및 장의 외부 표면 및 골반강의 표면 어디에서든 발생한다. 또한, 이러한 현상은 종종이기는 하지만, 간 표면, 오래된 수술 흉터 내에서 발견될 수 있고, 매우 드물게는 폐나 뇌에서 발견될 수도 있다. 이러한 이식은 내출혈을 유발하여, 조직의 염증, 반흔 형성, 심지어는 불임증도 유발할 수 있다. 자궁내막증은 그 증상인 골반통에 근거하여 예측할 수 있고, 의사의 물리적 검진 중에 확인될 수 있지만, 상기한 증상이나 물리적 검진 모두 자궁내막증 진단을 확증하는데는 신뢰할 수 없다. 초음파와 같은 영상 연구가 골반을 연구하는데 도움이 될 수 있으나, 여전히 자궁내막증을 정밀하게 진단할 수 있는 것은 아니다. 세부적인 진단을 위해서는 직접적으로 영상에 의한 정밀 검사 및 이식 조직의 생체 검사가 필요하다. 현재, 자궁내막증을 정밀하게 진단하는 유일한 방법으로는 (개복술(open standard laparotomy)이나 복강경 검사(laparoscopy) 어느 하나에 의한) 수술 시에 하는 것이다.

본 발명은 감지 장치를 체내에 고정화하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 체내 부위에서의 환경 조건과 관련된 데이터, 또는 체내 부위의 촬상(image)을 특정 주기에 걸쳐 획득함으로써, 체내 부위의 모니터링을 가능하게 한다. 예를 들면, 본 발명에 따라 외과 수술의 수술 후 모니터링이 가능하므 로, 수술 후의 결정적인 시간 동안 수술 부위에 대한 카메라 또는 비디오 촬상을 제공한다. 본 발명의 시스템 및 방법은 외부의 시술자(operator)가 직접적으로 체내 부위에서 나타나는 변화를 관찰할 수 있게 하므로, 병리 현상이 개시될 때 발견하여 즉각 치료할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 임의의 적절한 감지 장치(pH 미터, 혈액 검출기, 촬상 장치(imaging device) 등)를 사용하여 체내 모니터링에 사용할 수 있는 고정 가능한 체내 감지 장치를 제공한다. 위장관 내에서, 본 발명의 장치는 위장관 내 부위를 모니터링하기 위해서 고정되나, 모니터링 말기에 체내 장치를 회수하기 위해서 환자를 개복 상태로 두거나 두 번 절개하지 않는다.

본 발명의 시스템은 체내 고정되도록 배치되는 하우징(housing), 상기 하우징에 연결되는 적어도 하나의 감지 장치, 및 상기 감지 장치로부터의 결과를 수신하는 수신 시스템(reception system)을 포함한다. 상기 하우징은 체내에서 일시적으로 고정되도록 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 구현예에서, 상기 하우징은 신체 내강 내 하우징을 고정하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

pH 미터, 온도계, 광학 스캐너, 촬상 장치 등과 같은 체내 감지 장치로 알려진 감지 장치는 상기 하우징에 포함되거나, 또는 하우징에 연결될 수 있다. 상기 감지 장치는 장치의 일부로서 무선으로 외부 수신 유니트에 데이터를 전송하기 위한 송신기(transmitter), 조명원(illumination source), 전력원(power source) 등과 같은 추가의 기능 유니트를 포함할 수 있고, 또는 상기 기능 유니트는 상기 하우징 내에 포함될 수 있다. 그러나, 상기 감지 장치 및 그의 기능 유니트들은 무 선으로 작동될 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 한 구현예에서, 상기 시스템은 광학 창(optical window)을 포함하며 수술 부위와 같은 체내 부위 부근에 고정되도록 배치되는 하우징, 전하 결합 소자(CCD: charged couple device) 또는 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS: complementary metal oxide semiconductor) 이미징 센서와 같이 상기 하우징 내에 포함되는 적어도 하나의 촬상 장치, 상기 촬상 장치의 결과를 전송하는 송신기 및 전송된 결과를 수신하는 수신 시스템을 포함한다.

본 발명의 방법은 체내 부위 부근에 감지 장치를 바람직하게는 일시적으로 고정하는 단계; 체내 부위에서 감지하는 단계; 및 감지한 체내 부위의 데이터를 수술 부위 외부에서 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 한 구현예에서, 상기 방법은 위장관 내 부위 부근에 촬상 장치를 일시적으로 고정화하는 단계; 상기 부위에서 촬상하는 단계; 상기 부위의 촬상을 전송하는 단계 및 상기 부위의 촬상을 위장관의 외부에서 수신하는 단계를 포함한다.

이로써, 본 발명의 구현예에 따라 체내 수술 부위의 수술 후 모니터링을 위한 방법이 제공된다.

본 발명은 체내 부위를 모니터링하기 위한 시스템 및 방법을 제공하며, 지속적인 모니터링 기간 동안 체내 부위와 관련이 있는 정보를 제공한다.

통상적으로, 상기 시스템은 감지 장치(sensing device), 상기 감지 장치의 결과를 전송하는 송신기, 전송한 결과를 수신하는 수신 시스템 및 상기 시스템 소 자에 전력을 공급하는 전력원을 포함한다. 상기 감지 장치는 적어도 하우징에 연결되며, 수술 부위에 일시적으로 고정되도록 배치된다(도면에 더욱 상세하게 묘사됨). 상기 감지 장치는 조직의 혈액, pH, 온도, 전기 임피던스 등과 같은 환경 조건을 감지할 수 있고 체내(예를 들면, 위장관을 통해)에 배치되도록 적용되는 임의의 장치일 수 있으며, 상기 환경 조건상의 변화와 관련이 있는 결과를 (라디오 같은 것에 의해) 전송할 수 있다.

본 발명은 하기에 예시한 바와 같이, 다양한 신체 시스템의 체내 부위를 모니터링 하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 한 구현예에서, 본 발명은 위장관 내 부위를 모니터링하기 위한 시스템을 제공하며, 상기 시스템의 감지 장치는 촬상 시스템이다. 상기 촬상 시스템은 일반적으로 백색 LED(light emitting device: 발광 소자)와 같은 적어도 하나의 조명원 및 CCD 또는 CMOS 이미지 센서와 같은 촬상 장치를 포함한다. 또한, 상기 촬상 시스템은 그 시스템 상에 관심이 있는 영역을 촬상하기 위한 광학 시스템을 추가로 포함한다. 상기 광학 시스템은 조명원으로부터의 빛을 조준하기 위한 거울 및/또는 렌즈를 포함할 수 있다. 본 구현예에 따라, 상기 수신 시스템은 전송된 비디오 출력물(output)을 수신하며, a) 전송한 비디오 출력물의 수신 및 복수의 수신호 생성을 위해 신체를 둘러쌀 수 있는 안테나 배열(antenna array) 및 b) 수신된 복수의 비디오 신호를 단일 비디오 데이터 스트림(data stream)으로 변환할 수 있는 복조기(demodulator)를 포함할 수 있다. 상기 수신 시스템은 LCD와 같이 전송된 데이터를 표시하기 위한 표시장치(display)를 선택적으로 포함할 수 있다.

예컨대, 본 발명에서는 US 5,604,531 또는 US 특허 출원번호 09/800,470에 기재된 바와 같이, 카메라 시스템, 송신기 및 수신 시스템을 포함하는 시스템이 사용될 수 있다. 상기 US 5,604,531 및 US 특허 출원번호 09/800,470은 본 발명의 공동 양수인에게 양도되었으며, 참고 문헌으로서 본 발명에 병합되어 있다.

상기 촬상 시스템은 체내(예를 들면, 수술 부위)의 직접적인 시각 정보를 제공하여, 상기 부위에서의 출혈, 팽창(swelling) 등과 같이 시각적으로 검출 가능한 변화를 외부 시술자에게 가시화할 수 있다. 또한, 상기 촬상 시스템은 환경 조건상의 변화에 대응하여 선택적으로 변화되는 촬상 장치에 연결되는 검출기를 추가로 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 검출기 내 광학적 변화는 영상화되고 수신 시스템으로 전송되어 수신 유니트의 표시장치 상에 나타나고, 변화 조건들을 외부 시술자에게 환기시킨다. 예를 들어, 이런 촬상 시스템은 이 시스템 근처에서의 pH 변화에 대응하여 색 변화를 나타내는 pH 미터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 촬상 시스템은 혈액 인자와 같은 화학 물질 검출기를 포함할 수 있으며, 이 같은 화학 물질들의 존재 시 나타나는 색의 변화를 나타낸다. 상기 두 경우 모두, 촬상 장치에 의해 색상의 변화가 확인되어 전송될 수 있으며, 외부 시술자의 검진을 위한 수신 시스템에 의해 수신된다.

촬상 장치와 같은 감지 장치는 검출된 데이터를 분석하기 위한 처리기/제어기와 추가로 통신할 수 있다. 예를 들면, 수술 부위의 촬상이 처리기로 전송되어, 상기 처리기에서 혈액의 존재나 혈액의 농도를 (색상에서 나타나는 특정 변화를 확인하여) 분석할 수 있다. 이런 다음, 상기 촬상은 수술 부위에서의 출혈에 따라 처리기에 의해 생성된 추가 정보를 포함하는 외부의 시술자가 수신할 수 있다. 아울러, 상기 시스템은 외부 시술자를 환기시키는 수단을 포함할 수 있다. 외부 시술자를 환기시키는 수단은 상기 처리기와 통신한다. 따라서, 혈액의 존재가 처리기에 의해 검출되는 경우, 섬광(flashing light) 또는 알람(alarm)과 같은 신호를 활성화하여 외부 시술자를 환기시킨다.

본 발명은 도면과 관련이 있는 하기 상세한 설명을 통해 보다 완전하게 이해되고 평가될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 몇 요소의 개략도.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시스템의 몇 요소의 탄젠트 섹션 개략도.

도 3A 및 도 3B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체내 감지 장치의 개략도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 몇 요소의 개략도.

본 발명에 따른 하우징은 체내 부위에 고정되도록 배치된다. 본 발명에 따른 몇몇 구현예를 예시하면 도 1 내지 4에 나타낸 도면을 들 수 있다.

도 1에 나타낸 하우징은 수동적으로 위장관을 횡단하도록 고안된 캡슐(10)이다. 상기 캡슐(10)은 캡슐체(17)를 포함하며, 조명원(12) 및 촬상 장치(16)의 뒤쪽에 있는 광학 창(14)을 포함하는 캡슐체(17)를 포함한다. 상기 캡슐체(17)는 촬상 장치(16)를 통해 획득한 영상 데이터를 처리하고, 촬상 장치(16)를 제어하기 위한 처리기/제어기, 수술 부위의 촬상을 외부 수신 시스템으로 전송하는 송신기 및 배터리와 같은 전력원을 포함한다. 상기 캡슐(10)은 그 외주계(perimeter) 상에 각각 거의 동일한 거리에 있는 2종의 링(13)을 포함한다. 상기 링(13)은 상기 캡슐체(17)의 외주계에 안으로 들어가서 고정되어, 캡슐(10)의 외주계로부터 튀어나와 있지 않아 위장관을 통한 캡슐의 통로를 방해하지 않도록 한다. 링(13)은 캡슐(10)을 체내 소기의 위치, 예를 들면 위장 관 내 수술 부위 부근과 같은 위치에 봉합하기 위해 사용된다. 위장관 내 수술 조작 이 후, 외과의가 수술 부위를 비추는 광학 창을 이용하여 수술 부위 부근의 위치에 캡슐(10)을 둘 수 있다. 이런 다음, 외과의는 링(13) 및 상기 위치의 조직을 통해 봉합술을 행하여 수술 부위 부근의 위치에 캡슐을 고정할 수 있다. 따라서, 이 캡슐(10)은 캡슐(10)의 양면으로부터 조직에 고정된다. 특히, 본 발명에서는 하우징의 형태 및 체내 부위의 해부 구조(anatomy)에 따라 하나 이상의 링이 사용될 수 있다.

상기 촬상 장치(16)는 통상 상기 캡슐(10)이 고정되는 경우 활성화되거나, 혹은 고정되기에 앞서 활동화되며, 임의의 소기 속도로 수술 부위를 촬상하도록 사전에 프로그램된다. 획득한 영상의 속도는 상술한 바와 같이 외부 시술자 또는 전술한 처리/제어 유니트(processing/controlling unit)에 의해 선택적으로 제어될 수 있으며, 예를 들면, 혈액 검출로 인해 영상 인식 속도가 증가될 수 있다. 일반적으로, 촬상 장치(16), 조명원(12) 및 송신기와 같은 시스템의 요소들은 배터리로 전력 공급된다. 배터리의 수명은 거의 촬상 속도에 의존한다. 대부분의 경우에 요구되는 촬상 속도는 (통상적으로 수 초 당 하나의 영상으로) 낮아, 배터리로 몇 일, 심지어는 몇 주 주기로 시스템 조작을 유지할 수 있다.

캡슐(10)을 고정하는데 사용되는 봉합사(suture)는 하기한 바와 같이 분해가 가능한 것일 수 있으며, 상기 캡슐(10)이 모니터링 기간 이후 그 위치에서 벗어날 수 있어서 외과의에 의해 제거가 가능할 수 있을 정도이어야 하며, 위장관에서의 경우에는 캡슐(10)이 위장관을 통해 수동적으로 이동하여, 개체로부터 자연스럽게 방출될 수 있다.

도 2는 캡슐(10)과 유사한 캡슐(20)의 탄젠트 섹션을 개략적으로 나타낸 것으로, 조명원(22) 및 촬상 장치(26) 뒤에 위치한 광학 창(24)을 포함하는 캡슐체(27)를 포함한다. 처리기/제어기, 송신기 및 전력원과 같은 상기 시스템의 기타 요소들은 상기 캡슐체(27) 내에 포함된다. 상기 캡슐(20)은 거의 캡슐(20)의 중심에 근접한 전체 캡슐(20)의 외주계 둘레로 오목부(indentation, 23)를 갖는 타원형이다. 상기 오목부(23)는 시술자의 실(25)을 조절하기에 적합한 홈(groove) 형태이다. 따라서, 캡슐(20)은 캡슐(20)을 둘러싸는 실(25)에 의해 수술 부위에 고정되고 환자의 몸에 고정된다.

일반적으로, 캡슐(10 또는 20)을 체내 수술 부위에 봉합하기 위해 사용되는 실은 시간의 경과에 따라 분해된다. 따라서, 위장관을 시술하는 의사는 캡슐(10 또는 20) 내 시스템(촬상을 초기화함)을 활성화할 수 있고, 절개부를 봉합하기에 앞서 위장관 내 수술 부위에서 캡슐(10 또는 20)을 봉합할 수 있다. 상기 촬상은 연속적이거나 주기적일 수 있고, 수술 후 중요한 시기(시술 후 24 시간 미만) 내내 지속된다. 이 시간 동안, 이런 수술 부위는 촬상되고, 이 촬상은 외부의 워크스테이션(workstation)과 같은 수신 시스템으로 전송되어, 영상을 외부 시술자에게 모니터링할 수 있다. 촬상 처리 중 또는 촬상 종료 후의 어느 때에, 링(13)을 통해 또는 오목부(23) 내 캡슐(20) 주위에서 봉합하여 수술 부위에 캡슐을 고정해 온 봉합사는 분해되고, 캡슐(10 또는 20)은 위장관으로 방출된다. 상기 캡슐(10 또는 20)은 연동 운동에 의해 조정되는 위장관을 통해 일주하여 자유롭게 이동하며, 자연스럽게 신체로부터 배출된다.

따라서, 본 발명의 시스템 및 방법은 모니터링 시스템을 회수하기 위해 환자의 신체를 절개하거나, 환자를 다시 절개하지 않고도, 수술 후 위장관 내의 모니터링을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 구현예들에서, 상술한 영상 시스템을 포함하는 하우징은 폐 또는 혈관과 같은 위장관 이외의 기타 수술 부위용으로 고안될 수 있다. 이들 구현예에서, 하우징은 광학 창을 포함하며, 상기 하우징은 클립(clip) 또는 수술 시 하우징을 관심 있는 부위에 고정하고 이후에 제거하기 위한 임의의 수단, 이를테면 절개, 또는 경흉 또는 경식도 절개법(transthoracic or transesophageal opening)과 같은 기타 수단을 포함할 수 있다.

도 3A 및 3B를 참고하여, 본 발명의 구현예에 따른 체내 감지 장치를 개략적으로 나타내기로 한다. 도 3A에서, 체내 검출 장치(300)는 센서(303)에 연결된 하우징(301)을 포함한다. 또한, 상기 하우징(301)은 상기 센서(303)에 의해 획득한 데이터를 전송하기 위한 송신기에 연결되며, 선택적으로는 배터리 또는 외부에서 전력 공급을 유도할 수 있는 전력원 등의 전력원에 연결될 수 있다. 상기 하우징(301)은 신체 내부 조직에 상기 장치(300)를 고정시키기 위한 수단을 얻도록 배치되는 함요(niche, 302)를 포함한다. 상기 고정시키기 위한 수단으로는 봉합사 또는 봉합 수단을 포함할 수 있고, 함요(302) 및 신체 내부 조직을 통해 봉합이 이루어진다. 선택적으로 상기 봉합사는 생분해성일 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에서, 상기 봉합사는 형상 기억 합금 또는 형상 기억 폴리머로 제조된 매듭(knot) 형태일 수 있고, 종래 기술에 공지된 바와 같이 온도의 변화에 따라 형상이 변화할 수 있다. 상기 형상 기억 물질 매듭은 그 형상을 변화시키거나 매듭을 조이도록 유도될 수 있어, 상기 장치(300)가 근위의(proximal) 조직에 고정되거나 매듭을 느슨하게 함으로써, 상기 장치(300)가 근위의 조직으로부터 벗어날 수 있다. 이 같은 형상의 변화는 예를 들면, 신체의 내강 내에 분포된 온에 의해, 또는 상기 장치(300) 내 배터리에 의해 생산되는 전기 도구와 같은 전기 도구를 이용한 가열이나 냉각에 의해 유도될 수 있다.

도 3B에서, 체내 감지 장치(300)는 클래스프(clasp, 303 및 303')를 포함하는 하우징을 포함한다. 상기 클래스프(303 및 303')는 통상 하우징(301)에서부터 뻗어 나와, 신체 내부 조직을 잡고 있기 위한 고정체(fastener, 333 및 333')를 포함한다. 상기 고정체(333, 333')는 흡인을 통한 조직 내로의 삽입에 의해, 또는 기타 임의의 적절한 수단을 사용하여 체내 조직에 부착될 수 있다. 클래스프 및/또는 고정체의 적절한 개수 및 형태는 임의로 사용될 수 있다.

상기 장치(300)는 통상 하우징(301) 내 pH 미터, 압력 검출기, 온도 감지기 또는 이미지 센서와 같은 광학 센서, 또는 상기 센서들의 임의의 조합으로 이루어 지는 센서 또는 복수의 센서(도시하지 않음)를 포함한다. 대체로, 본 발명에 적합한 센서는 외부에서 하우징(301)에 부착될 수 있었다. 상기 장치(300)는 종래 기술에 기재된 바와 같이, 예를 들면 위장관 내로 내시경을 통하여 체내 부위에 전송될 수 있다. 체내 부위에서 상기 장치(300)는 소정 시간 동안 신체 내부 조직, 예를 들면 위장관의 일부 또는 혈관 등의 내부에 고정될 수 있다. 이렇게 하여 고정된 장치(300)는 소정 기간 동안 체내에서 감지를 위해 사용될 수 있다. 또한, 상기 장치(300)는 체내 부위를 곧바로 감지하고, 체내에서 수행되는 진단 및/또는 치료 과정과 같은 과정을 체내에서 실행하기 위해 사용할 수 있으며, 이를테면 위장병학 관련 과정, 혈관 관련 과정, 부인과학 관련 과정 및 복강경 시술 과정 중에 사용될 수 있으나, 상기한 바에 제한되지는 않는다. 체내 과정은 상기 장치로부터 파생된 도구를 전문화하여 실시되며, 알파노(Alfano)의 미국 특허 6,240,312에 기재된 것을 예시할 수 있다.

본 발명의 한 구현예에서, 상기 하우징은 촬상 유니트에 연결된다. 상기 촬상 유니트는 발광 다이오드(LED)와 같은 조명원, CCD 또는 CMOS 이미지 센서와 같은 이미지 센서, 및 상기 이미지 센서 상에 체내 촬상을 위한 광학 시스템을 포함한다. 또한, 하우징은 외부 수신 시스템에 무선으로 영상 데이터를 전송하는 송신기에 연결된다. 아울러, 본 구현예에서, 상기 하우징은 영상 시스템 및 송신기의 모든 전기적 요소를 공급하는 배터리를 포함한다. 상기 촬상 유니트 및 송신기는 촬상 시스템이라 칭할 수 있다. 본 구현예에 따른 촬상 시스템은 US 5,604,531 또는 US 특허 출원 09/800,470에 기재된 촬상 시스템과 유사한 방법으로 조작될 수 있다.

본 발명의 선택적 구현예에서, 감지 장치는 이미지 센서를 포함하고, 상기 클래스프는 초기에 신체 내부 조직을 잡아두기 위한 고정 수단 및 조직에 장치를 고정하는 수단을 포함한다. 이 구현예는 흡인 도구 및 식도 내부 조직을 석션(suction)에 의해 잡아두기 위한 핀을 포함한다.

도 4를 참고하면, 광학 창(406)을 포함하는 하우징(404)이 드레인 카테터(drain catheter, 42)의 원심말단(distal end, 43)에 부착되어 있다. 상기 하우징(42)은 광학 창(406)을 통해 체내 부위를 촬상할 수 있는 촬상 시스템을 포함한다.

상기 드레인 카테터(42)는 측면의 개구부(41)를 포함하여, 상기 개구부(41)를 통해 배수가 수행될 수 있다. 상기 드레인 카테터(42)는 체내 부위를 드레인하기 위해 농양 또는 수술 부위와 같은 환자의 신체 내로 삽입된다. 드레인 카테터(42)의 원심말단(43)은 다른 쪽 끝이 환자 신체의 바깥쪽에 남아 있는 반면 환자의 신체 내로 삽입된다. 개구부(41), 가능하게는 상기 원심말단(43)에서의 개구부를 통해 액체 및 찌꺼기가 드레인 카테터(42)를 통과하여 신체로부터 배출되고 제거될 수 있다. 드레인 카테터(42)는 수술 또는 최소의 침습적인(invasive) 방법, 예를 들면 체내 부위에 상기 카테터 원심말단(43)을 가이드하기 위한 초음파의 사용 또는 CT 사용을 통해 환자의 신체 내에 삽입된다.

상기 하우징(404)은 드레인 카테터(42)의 원심말단에 부착되고 배수구 부위에 고정되어 촬상 시스템을 가능하게 하며, 광학 창(406)을 통해 촬상을 획득한다. 따라서, 촬상 시스템이 얻어질 수 있으며, 배수 처리를 모니터링하기 위해 배수 부위에 부착된다. 상술한 바와 같이, 촬상 속도는 소정의 속도로 이루어지거나 외부 시술자에 의해 또는 영상이 얻어지는 부위에서 나타나는 조건에 대해 자동적으로 제어될 수 있다.

만약 CT와 같은 외적 기술을 사용하지 않는다면, 본 발명의 구현예에 따라 배수 부위를 모니터링함으로써, 외부 시술자가 상기 부위가 배수되어 상기 부위 등에 출혈이 전혀 나타나지 않는다는 것이 밝혀진다거나, 혈액의 누출이 있어서 누출 지점을 확인하는 것을 쉽게 알 수 있다.

또한, 본 발명의 구현예에 따른 상기 영상 시스템은 체내 모니터링을 위해 체내에 고정될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 고정 가능한 영상 시스템이 자궁 내 태아의 발달을 모니터링하기 위해 자궁에 고정할 수 있다. 상기 형상 시스템은 배터리로 전력 공급되며, 외부 기록 시스템으로 영상을 무선 전송하며, 24시간에 1회와 같이 소정 간격으로 태아의 영상을 얻도록 프로그램될 수 있다. 태아의 발달을 시각적으로 모니터링하면서, 반드시 연속적일 필요는 없지만, 일정하게 태아의 이미지가 제공될 수 있고, 아울러 장기간(예를 들면, 임신 기간)에 걸쳐 영상화를 가능하게 할 수 있도록 배터리의 긴 수명을 확보해야 할 것이다. 대체로, 상기 영상 시스템은 종래 기술에 공지된 바와 같이, 외부에서 유도될 수 있다. 태아의 발달을 지속적으로 모니터링하는 것 이외에도, 이를테면 환자가 의사를 방문할 때나 환자가 어려움을 겪는 경우와 같이 필요한 경우 실시간 영상을 얻을 수 있으며, 태아를 볼 수 있는 범위는 어려움을 겪는데 대한 설명이 될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고정 가능한 영상 시스템은 내시경과 같이 체내 과정을 진단 및/또는 모니터링하는데 사용될 수 있다. 본 구현예에 따른 고정 가능한 영상 시스템은 내시경 삽입 부위 또는 나팔관 내부와 같이 확인이 필요한 부위에 고정될 수 있으며, 내시경 합입물을 검사하거나 모니터링하기 위해 외부 수신 시스템에 부위의 이미지를 전송한다.

아울러, 본 발명의 구현예에 따른 고정 가능한 영상 시스템은 예를 들면 조직 이식 이후 레스티노시스(restinosis)를 모니터링하기 위해 혈관 내 고정될 수 있다. 상기 영상 시스템은 조직 이식 부위에서 고정될 수 있고, 전술한 바와 같이 상기 부위의 영상을 일 주일에 1회와 같이, 소정의 간격으로 얻을 수 있다. 이식 조직 부위의 영상이 반드시 지속적일 필요는 없어도 일관되게 물리학자가 레스티노시스 발생 또는 조직과 관련된 기타 임의의 병리적 현상을 경고할 수 있는 수단이 된다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 하우징은 상기한 바와 같은 촬상 시스템을 포함하며, 혈액, 당분, 아미노산, 미생물 등과 같은 체내 환경 물질 또는 pH, 온도 등과 같은 체내 환경 조건의 검출기를 추가로 포함한다. 상기 검출기는 촬상 시스템의 시야각 내에 포함되는 식으로 하우징에 부착되며, 광학적 변화를 유발함으로써 존재하는 물질 또는 환경 조건에 반응한다. 이러한 검출기의 일례로는 촬상 시스템의 광학 창에 부착되는 pH 민감성 물질의 스트립(strip)을 들 수 있다. 기타 구현예로는 WO 01/53792에 기재된 것을 들 수 있으며, 이는 본 발명의 공동 양수인에게 양도되어 본 발명의 참고 문헌으로 병합되어 있다. 본 구현예에 따른 장치는 체내에 고정되며, 외부 시술자에게 체내 부위의 촬상 및 체내 부위의 환경 조건과 관련된 정보를 지속적으로 제공할 수 있다.

본 발명이 상기에서 도시한 내용 및 상술한 내용에 특별히 제한되지 않음은 당업자라면 알 수 있다. 또한 본 발명의 영역은 청구 범위에 의해 정의된다.

Claims

체내 부위를 모니터링하기 위한 시스템으로서,

체내에 고정되도록 배치되는 하우징(housing);

상기 하우징에 연결되어 상기 체내 부위의 데이터를 획득하기 위한 하나 이상의 감지 장치(sensing device); 및

상기 감지 장치에 의해 획득된 데이터를 송신하기 위한 송신기

를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 감지 장치 및 상기 송신기에 전력을 공급하기 위한 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 감지 장치가 광학 스캐너, pH 미터, 온도계, 조직의 전기 전도도 센서, 및 이미지 센서로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 감지 장치가 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 송신기가 무선 송신기인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 하우징이 체내 부위에 봉합되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 하우징이 그 외주계(perimeter) 상에 봉합사가 통과하는 하나 이상의 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 하우징이 그 외주계의 둘레로 오목부(indentation)를 포함하며, 상기 오목부이 봉합사를 수용하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 하우징이, 상기 하우징을 신체 조직에 고정하기 위한 수단을 수용하도록 배치되는 함요(niche)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 하우징이, 상기 하우징을 신체 조직에 고정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제10항에 있어서,

상기 하우징을 신체 조직에 고정하기 위한 수단이 핀, 클래스프(clasp), 실, 고정체, 및 석션(suction) 수단으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

위장관(GI tract) 내 부위를 모니터링하기 위한 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 송신기로부터 송신된 상기 데이터를 수신하기 위한 수신 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제13항에 있어서,

상기 감지 장치로부터 얻은 데이터를 처리하기 위한 처리 유니트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제13항에 있어서,

상기 감지 장치로부터 얻은 데이터를 처리하고, 상기 감지 장치로부터 얻은 데이터에 따라 상기 감지 장치를 제어하기 위한 처리 유니트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제13항에 있어서,

상기 수신 시스템이, 전송된 데이터를 표시하기 위한 표시장치(display)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서,

외부에서 유도 가능한 전원을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
수술 후 모니터링을 위한 시스템으로서,

체내 수술 부위 부근에 고정되도록 배치되는 하우징;

상기 하우징에 연결되어 상기 체내 수술 부위의 데이터를 획득하기 위한 하나 이상의 감지 장치; 및

상기 감지 장치에 의해 획득된 데이터를 송신하기 위한 송신기

를 포함하는 시스템.
제18항에 있어서,

상기 감지 장치가 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 시스템.
제18항에 있어서,

상기 송신기에 의해 송신된 데이터를 수신하기 위한 수신 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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체내 부위를 모니터링하는 방법으로서,

상기 체내 부위 부근에 감지 장치를 고정하는 단계; 및

상기 체내 부위를 감지하는 단계

를 포함하는 방법.
제27항에 있어서,

감지된 데이터를 전송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서,

상기 감지 장치가 촬상 장치인 것을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서,

상기 체내 부위가 위장관 내인 것을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서,

상기 체내 부위가 소장 내인 것을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서,

상기 체내 부위에서 감지된 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제32항에 있어서,

상기 감지된 데이터의 수신이 외부에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
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체내 부위의 수술 후 모니터링 방법으로서,

수술 중, 또는 수술 직후에, 수술 중인, 또는 수술된 체내 부위 부근에 감지 장치를 고정하는 단계; 및

상기 체내 부위를 감지하는 단계

를 포함하는 방법.
제41항에 있어서,

감지된 데이터를 전송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서,

상기 체내 부위가 위장관 내인 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서,

상기 체내 부위가 소장 내인 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서,

상기 감지 단계가 촬상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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